Science_NBR

นักวิจัยสร้างเอนไซม์ที่ย่อยสลายพลาสติกได้ในเวลาไม่ถึงหนึ่งวัน - ความหวังใหม่ในการแก้ไขปัญญาวิกฤตพลาสติกทั่วโลก
วิศวกรเคมี ฮาล อัลเปอร์ (Hal Alper) จากมหาวิทยาลัยเท็สซัสในเมืองออสติน ประเทศสหรัฐอเมริกา ได้พัฒนาเอนไซม์แบบใหม่ที่ย่อยสลายขยะพลาสติกได้ภายในไม่กี่สัปดาห์และบางกรณีไม่ถึง 24 ชั่วโมง ซึ่งออกแบบโดยปัญญาประดิษฐ์ (AI) เป็นความหวังใหม่ในการแก้ไขปัญญาวิกฤตมลพิษพลาสติกทั่วโลก
“มีความเป็นไปได้มากที่อุตสาหกรรมต่างๆ จะใช้ประโยชน์จากกระบวนการรีไซเคิลวิธีนี้” อัลเปอร์กล่าวถึงในรายงานพร้อมเสริมว่า “นอกเหนือจากอุตสาหกรรมการจัดการขยะที่แน่นอนแล้ว สิ่งนี้ยังเปิดโอกาสให้องค์กรจากทุกภาคส่วนสามารถรีไซเคิลผลิตภัณฑ์ของตนได้ ด้วยแนวทางที่ยั่งยืนมากขึ้นเหล่านี้ จะทำให้เราสร้างเศรษฐกิจพลาสติกหมุนเวียนได้อย่างแท้จริง”
ความพยายามครั้งที่ผ่านๆ มาในการใช้เอนไซม์จัดการพลาสติกนั้นมักมีข้อจำกัดหลายประการ มีทั้งความ ‘อ่อนแอ’ ของตัวเอนไซม์เองไปจนถึงอุณหภูมิและช่วง pH ที่ทำงานได้ และอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่ช้า แต่เอนไซม์ตัวใหม่นี้สามารถย่อยสลายได้แม้แต่ในที่ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 50 องศาเซลเซียส
พวกเขาเรียกเอนไซม์ใหม่นี้ว่า “FAST-PETase” ทีมงานระบุคุณสมบัติของมันว่า “เสถียรและทนทาน” มันสามารถย่อยสลายพลาสติกประเภท PET ซึ่งเป็นพลาสติกที่ถูกใช้มากที่สุดชนิดหนึ่ง ตั้งแต่สิ่งทอไปจนถึงขวดน้ำ คิดเป็นร้อยละ 12 ของขยะพลาสติกทั้งหมดบนโลก
“เมื่อพิจารณาถึงการใช้งานเพื่อทำความสะอาดสิ่งแวดล้อม คุณต้องมีเอนไซม์ที่สามารถทำงานในที่ที่มีอุณหภูมิหลากลาย” อัลเปอร์กล่าว “คุณสมบัตินี้เป็นจุดที่เทคโนโลยีของเรามีข้อได้เปรียบอย่างมากในอนาคต”
ในขณะที่แอนดรูว์ เอลลิงตัน ศาสตราจารย์ประจำศูนย์ระบบชีววิทยาสังเคราะห์หนึ่งในทีมวิจัยเสริมว่า “งานนี้แสดงให้เห็นถึงพลังของการรวบรวมความรู้จากสาขาวิชาต่าง ๆ ตั้งแต่ชีววิทยาสังเคราะห์ วิศวกรรมเคมี ไปจนถึงปัญญาประดิษฐ์”
ด้วยเอนไซม์นี้ นักวิจัยกล่าวว่ากระบวนการรีไซเคิลพลาสติกกลายเป็น “วงกลมสมบูรณ์แบบ” พลาสติกจะแตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยแล้วนำกลับมารวมกันกลายเป็นสารตั้งต้นผลิตพลาสติกชิ้นใหม่ อีกทั้งพวกเขาระบุว่ามันมีราคาถูกและสามารถขยายไปถึงระดับอุตสาหกรรมได้ กลายเป็นความหวังใหม่ที่จะแก้ไขปัญหาพลาสติกที่สร้างมลพิษไปทั่วโลก
สืบค้นและเรียบเรียง วิทิต บรมพิชัยชาติกุล
เผยแพร่ครั้งแรก พฤษภาคม 2022

โควิดไป โรคใหม่กำลังมา! วิจัยเผย การระบาดใหญ่ครั้งต่อไปอาจมาจากธารน้ำแข็งที่กำลังละลายจากโลกร้อน
งานวิจัยล่าสุดของ สเตฟานี เอริส-โบรซัว (Stéphane Aris-Brosou) และทีมงานจากมหาวิทยาลัยออตตาวา (University of Ottawa) แคนาดา ได้เก็บตัวอย่างดินและตะกอนจากทะเลสาบเฮเซน (Lake Hazen) ใกล้กับบริเวณที่มีน้ำจากการละลายของธารน้ำแข็งท้องถิ่น
พวกเขาจัดลำดับ RNA และ DNA ในตัวอย่างเหล่านี้เพื่อระบุอัตลักษณ์ที่ตรงกับไวรัสที่เรารู้จักและใช้อัลกอริธึมที่ประเมินโอกาสที่ไวรัสเหล่านี้จะแพร่เชื้อไปยังกลุ่มสิ่งมีชีวิตที่ไม่เกี่ยวข้อง ผลพบว่าไวรัสเหล่านี้อาจเป็นสาเหตุใหม่ของการระบาดครั้งใหญ่ต่อไป
เช่นในปี 2016 เกิดการระบาดของโรคแอนแทรกซ์ (Anthrax) ในแถบไซบีเรียตอนเหนือ คร่าชีวิตเด็กและคนที่ติดเชื้ออย่างน้อย 7 คน ต้นเหตุมาจากกวางที่เป็นพาหะในพื้นที่ที่น้ำแข็งละลายจากคลื่นความร้อน การระบาดครั้งสุดท้ายในภูมิภาคแห่งนี้คือปี 1941
ขณะที่งานวิจัยเมื่อปีที่แล้วจากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐโอไฮโอชี้ว่าไวรัสสายพันธุ์ใหม่ ๆ ที่เราไม่เคยรู้จักอยู่ในธารน้ำแข็งได้ พวกเขาพบสารพันธุกรรมจากไวรัส 33 ตัว โดย 28 ตัวเป็นสายพันธุ์ใหม่และมีอายุกว่า 15,000 ปี โดยนำมาจากน้ำแข็งตัวอย่างในที่ราบสูงทิเบต ประเทศจีน
“สิ่งที่เรามั่นใจคือ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ความเสี่ยงของการรั่วไหลในสภาพแวดล้อมเฉพาะนี้ก็เพิ่มมากขึ้น” เอริส-โบรซัวกล่าว “แต่จะนำไปสู่การระบาดครั้งใหญ่หรือไม่นั้น เราบอกไม่ได้ชัดเจน” กระนั้น ทีมของเธอคิดว่าเป็นไปได้น้อยพอสมควร “ตราบใดที่ไวรัสและพาหะนำโรคของพวกมันไม่ปรากฏอยู่ในสิ่งแวดล้อมเดียวกันและพร้อม ๆ กัน โอกาสที่จะเกิดเหตุการณ์ระบาดใหญ่จะยังต่ำอยู่” รายงานระบุ
แต่ก็มีความเป็นไปได้เช่นกันในกรณีที่อุณภูมิโลกสูงขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศ ไวรัสหรือแบคทีเรียก่อโรคที่ถูกแช่แข็งอยู่อาจได้รับการปลดปล่อยสู่ภายนอกพร้อมกับแพร่เชื้อให้กับสัตว์ป่าในแถบนั้นมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อสัตว์ในภูมิอากาศหนาวเย็นต้องเดินทางเข้าใกล้ขั้วโลกมากขึ้น อีกหนึ่งความเป็นไปได้ที่งานวิจัยเสนอคือ ไวรัสที่ละลายจากธารน้ำแข็งจะไหลตามกระแสน้ำไปสู่ทะเลสาบในแถบอื่น ๆ ซึ่งเพิ่มความเป็นไปได้ที่จะระบาดในวงกว้าง
“หากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเปลี่ยนไป ไฮอาร์คติก (High Acrtic, พื้นที่ทางตอนเหนือสุดของอาร์คติก) อาจกลายเป็นพื้นที่อันเหมาะสมสำหรับการระบาดใหญ่ครั้งใหม่” รายงานระบุ “จากมุมมองเชิงวิวัฒนาการ ไวรัสมีแนวโน้มที่จะแพร่เชื้อไปยังโฮสต์ที่ใกล้ชิดทางสายวิวัฒนาการกับโฮสต์ตามธรรมชาติของพวกมัน (ในที่นี้คือสัตว์แถบขั้วโลก) อาจเพราะมันเติบโตได้ง่ายกับสายพันธุ์ที่คล้ายคลึงกัน”
ความจำเป็นเร่งเด่วนในตอนนี้คือการทำความเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างการเปลี่ยนแปลงถิ่นที่อยู่และความใกล้ชิดกับแหล่งระบาดของโรคใหม่ รวมถึงภาวะของโลกที่ทำให้สัตว์สายพันธุ์ในภูมิอากาศหนาวเย็นต้องมุ่งไปทางเหนือมากขึ้นเพื่อแสวงหาสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิที่คุ้นเคย
“เราจำเป็นต้องสำรวจโลกของจุลินทรีย์ทั่วโลกอย่างเร่งด่วนเพื่อเข้าใจความเสี่ยงเหล่านี้ในบริบทต่าง ๆ” เออร์วิน เอดวาร์ด (Arwyn Edwards) ผู้อำนวยการศูนย์สหวิทยาการจุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม มหาวิทยาลัยเอเบอร์วิสต์วิทท์ (Aberystwyth University) กล่าว
สืบค้นและเรียบเรียง วิทิต บรมพิชัยชาติกุล

SPACE: NASA ทดสอบภารกิจ DART ยานพุ่งชนดาวเคราะห์น้อย เพื่อทดสอบการเบี่ยงเบนวิถีโคจร สำเร็จแล้ว ก่อนตัวยานจะถูกทำลายอย่างสิ้นเชิง ซึ่งถือเป็นการทดสอบระบบปกป้องโลกจากอันตรายภายนอกเป็นครั้งแรก หวังช่วยโลกจากอุกกาบาต หรือวัตถุที่จะพุ่งชนโลกได้ในอนาคต เตรียมติดตามศึกษาผล
สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ NARIT เปิดเผยว่า เวลา 06:16 น. ของเช้าวันที่ 27 กันยายน 2022 ตามเวลาประเทศไทย ยานอวกาศ DART ได้พุ่งชนเข้ากับดาวเคราะห์น้อย Dimorphos ด้วยความเร็วกว่า 22,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ทำให้ยานอวกาศถูกทำลายไปโดยสิ้นเชิง และสามารถส่งข้อมูลภาพถ่ายในเสี้ยววินาทีสุดท้ายกลับมาได้สำเร็จ นับเป็นการสิ้นสุดภารกิจของ DART อย่างเสร็จสมบูรณ์
ย้อนกลับไปเมื่อเดือนพฤศจิการยน 2564 ที่ผ่านมา NASA ได้ปล่อยตัวยานในภารกิจ The Double Asteroid Redirection Test หรือ DART ที่จะทำการทดลองเบี่ยงเบนวิถีโคจรของดาวเคราะห์น้อยคู่
ดาวเคราะห์น้อยดีดิมอส (65803 Didymos) จัดเป็นดาวเคราะห์น้อยใกล้โลก (near-Earth asteroid) มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 780 เมตร โดยมีคู่แฝดของมันเป็นบริวารขนาดเล็กหรือจะเรียกว่าเป็นดวงจันทร์ของดาวเคราห์น้อยดีดิมอสก็ได้ เรียกว่า Dimorphos มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 160 เมตร
ซึ่งภารกิจทดสอบของ NASA ดังกล่าวมีหินอวกาศ Dimorphos เป็นเป้าหมายของโครงการ โดยมีภารกิจหลักคือการทดสอบเทคโนโลยีที่จะใช้ป้องกันโลกจากการพุ่งชนของวัตถุนอกโลก
จริง ๆ แล้วดีดิมอสไม่ใช่วัตถุที่จะพุ่งชนหรือเฉียดโลกเลยแม้แต่น้อย แต่เป็นเป้าหมายที่เหมาะสมในการทดสอบเทคโนโลยีมากที่สุด กล่าวคือ เป็นการทดสอบเบี่ยงเบนวงโคจรของดาวเคราะห์น้อย ด้วยวิธี “Kinetic Impact” หรือการใช้ยานพุ่งชนเป้าหมายด้วยอัตราเร็วสูง โดยเป้าหมายคือการเปลี่ยนวงโคจรของดวงจันทร์ดีมอร์ฟอส ที่กำลังโคจรรอบดาวเคราะห์น้อยดีดิมอส
ภาพที่เห็นนี้ เป็นซีรีส์ภาพถ่ายสุดท้ายของยานอวกาศ DART หรือ Double Asteroid Redirection Test ในเสี้ยววินาทีสุดท้ายก่อนที่จะชนเข้ากับพื้นผิวของดาวเคราะห์น้อย Dimorphos และตัวยานถูกทำลายไปโดยสิ้นเชิงในระหว่างการส่งข้อมูลภาพสุดท้ายกลับมาได้สำเร็จ
แต่การชนกันนี้ไม่ได้เป็นเรื่องที่น่าตกใจแต่อย่างใด ในทางตรงกันข้าม กลับเป็นเรื่องที่น่ายินดีของเหล่าวิศวกรและนักวิทยาศาสตร์มากมายที่เกี่ยวข้องกับโครงการนี้ เนื่องจากเป็นการชนกันตามที่วางแผนเอาไว้ และนับเป็นการสิ้นสุดภารกิจของยาน DART และจุดเริ่มต้นอีกมากของการศึกษาที่จะตามมาในภายหลัง
ภารกิจ DART นี้ เป็นภารกิจที่ออกแบบมาเพื่อศึกษาถึงความเป็นไปได้ในการป้องกันภัยอันตรายจากดาวเคราะห์น้อยใกล้โลก เช่นเดียวกับที่เราอาจจะคุ้นเคยในภาพยนต์ดัง ๆ มากมาย เช่น Armageddon, Deep Impact, หรือ Don’t Look Up ที่บ่งบอกถึงความเป็นไปได้ที่วันหนึ่งอาจจะมีอุกกาบาตขนาดใหญ่มาพุ่งชนโลก
ในความเป็นจริงนั้น เราทราบกันดีอยู่แล้วว่าอุกกาบาตนั้นสามารถพุ่งเข้าชนกับโลกได้ ในแต่ละปีนั้นมีอุกกาบาตที่ตกลงมาถึงพื้นโลกด้วยกันกว่า 17,000 ดวง แต่อุกกาบาตส่วนมากนั้นเล็กเกินกว่าที่จะเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตใดได้ และส่วนมากมักจะตกลงในมหาสมุทร หรือพื้นที่อันห่างไกลที่ไม่มีคนอาศัยอยู่ อย่างไรก็ตาม นาน ๆ ครั้งก็จะมีอุกกาบาตที่มีขนาดใหญ่กว่านั้น ที่อาจจะสามารถทำอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตบนโลกได้เป็นวงกว้าง เช่นเดียวกับเมื่อ 66 ล้านปีที่แล้ว ที่อุกกาบาตขนาด 10-15 กม. พุ่งชนเข้ากับคาบสมุทรยูคาทาน ในประเทศเม็กซิโกปัจจุบัน ก่อให้เกิดการสูญพันธุ์ครั้งยิ่งใหญ่ ที่ทำให้ไดโนเสาร์สูญพันธุ์ไป และเปลี่ยนโฉมหน้าของสิ่งมีชีวิตบนโลกไปโดยตลอดกาล
ไม่ช้าก็เร็ว อาจจะมีอุกกาบาตอีกลูกหนึ่งที่กำลังจะพุ่งมาชนกับโลกของเราในอนาคต ทุกวันนี้ เรามีโครงการและกล้องโทรทรรศน์มากมายที่สังเกตการณ์และคอยติดตามหาอุกกาบาตที่อาจจะเป็นภัยต่อโลกได้ในอนาคต สามารถช่วยค้นหาอุกกาบาตขนาดใหญ่ที่อาจจะ “ทำลายล้างโลก” ได้เป็นอย่างดี และค่อนข้างแน่ใจว่าเราจะปลอดภัยจากอันตรายดังกล่าวไปอีกนาน และยิ่งเทคโนโลยีการสังเกตการณ์ที่ดีขึ้น เราอาจจะสามารถพบกับอุกกาบาตขนาดเล็กกว่าที่อาจจะชนกับโลก และทำความเสียหายในระดับที่เล็กกว่าได้ในอนาคตอันใกล้
แนวคิดหนึ่งที่จะป้องกันภัยจากอุกกาบาตเหล่านี้ ก็คือการส่งยานอวกาศเข้าไปพุ่งเช้าชนกับดาวเคราะห์น้อย เพื่อเปลี่ยนวิถีการโคจรของมัน และภารกิจหลักของ DART ก็คือการสำรวจความเป็นไปได้นี้ โดยการนำยานอวกาศพุ่งชนเข้ากับดวงจันทร์บริวาร Dimorphos ที่โคจรรอบ ๆ ดาวเคราะห์น้อย Didymos ซึ่งหากภารกิจสำเร็จไปได้ด้วยดี นักวิทยาศาสตร์จะสามารถสังเกตและวัดการเปลี่ยนแปลงวิถีการโคจรได้ จากคาบและรัศมีวงโคจรที่เปลี่ยนไปของดาวเคราะห์น้อยบริวารดวงนี้ เนื่องจากการชนกันนี้เป็นเพียงการเปลี่ยนวิถีวงโคจรของดาวบริวาร จึงไม่มีอันตรายใด ๆ ที่อาจจะเป็นภัยต่อโลกในอนาคตอย่างแน่นอน
ต่อจากนี้นักวิทยาศาสตร์จะคอยศึกษาผลลัพธ์ที่เกิดขึ้นจากการพุ่งชน กล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นโลกกว่า 40 กล้อง รวมทั้งกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลและเจมส์ เว็บบ์ จะคอยศึกษาวิถีวงโคจรที่เปลี่ยนไปของระบบดาวเคราะห์น้อยหลังจากการพุ่งชน นอกจากนี้ยังมี LICIACube ยานอวกาศขนาดเล็กที่ถูกส่งขึ้นไปพร้อมกับ DART ที่จะคอยศึกษาฝุ่นที่อาจจะเกิดขึ้นจากการชนครั้งนี้
ภารกิจของ DART นี้ นับเป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ที่ได้มีการทดสอบระบบป้องกันภัยอันตรายจากอุกกาบาตนอกโลก ซึ่งภารกิจเช่นนี้จะช่วยให้เราสามารถเข้าใจระบบนำทาง ความท้าทายในการสร้างยานอวกาศที่จะไปพุ่งชน พร้อมทั้งช่วยทดสอบและยืนยันหลักการของระบบป้องกันภัยอันตรายจากนอกโลกในอนาคต หากวันหนึ่งข้างหน้าเราจะต้องป้องกันอันตรายจากนอกโลกจริง ๆ ภารกิจเช่นนี้จะเป็นภารกิจที่ช่วยเตรียมความพร้อมให้เราได้กับวันข้างหน้าที่เราหวังว่าจะไม่มีวันมาถึง
ที่มา สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ / ดร. มติพล ตั้งมติธรรม - นักวิชาการดาราศาสตร์ สดร.

https://m.facebook.com/story.php?story_fbid=460900026080545&id=100064816535612&mibextid=NwfEIn

https://twitter.com/nasa/status/1574539270987173903?s=46

https://m.facebook.com/story.php?story_fbid=5179130555548683&id=1523107561151019